5. Bilimde Yöntem Bilinci Francis Bacon Onaltıncı yüzyılın sonlarına doğru bilimsel gelişmedeki hızlanma göze çarpar bir tempo kazanır. Öyle olmasına karşın uzun süre bilimsel düşünme ve araştırma yöntemi üzerindeki fikirler dağınık olmaktan ileri geçmemiştir. Daha önce de belirtildiği üzere, bu dönem uygulama teknikleriyle teorik bilgilerin kaynaştığı ya da kaynaşmaya yüztuttuğu dönemdir. Bilimsel yöntem adeta kendiliğinden bu kaynaşmadan doğar; bir süre bilimin belli türde bir bilgiyi olduğu kadar, doğaya belli bir yaklaşımı da içerdiği pek farkedilmez. Bilimi belli bir yaklaşım olarak anlama ve anlatma girişimine ilk kez Francis Bacon (1561-1626) ın girdiğini görüyoruz. (*) Cardan m sözünü ettiği denklem şüphesiz katsayıları gerçel olan bir denklemdir. 108.
Bacon, bilimin önemini ve insanlığın refahı yönünden vaadettiği ola nakları da ilk kavrayan düşünürdür. Yetenekli ve bir ölçüde başarılı bir hukukçu ve politikacı olmasına karşın onun asıl ilgisi bilimi anlamak, bilgi edinmenin doğru ve etkili yolunu kesin bir biçimde belirlemekti. İnsanoğ- luna, doğayı tanıma, doğa kuvvetlerini denetim altına alma güç ve olanağını verecek genel bir metot bulmak onun çabasının başlıca amacı olmuştur. Ona göre, her türlü gözlem ve deney sonuçlarını toplama, kaydetme ve sınıflama doğanın sırlarını çözmek ve yasalarını keşfetmek için yeter. Başka bir deyişle Bacon bilimsel yöntemi gözlem ve deney yolundan veri toplama ve toplanan verileri sınıflama işlemi olarak görmektedir. Fakat bu anlayış dar ve yetersizdir. Doğada olup biten olgular o denli çok ve o denli değişik ki, bunların tümünü gözlemeye ne olanak ne de gerek vardır. Kaldı ki, toplanan olguların sadece sınıflaması onların açıklaması için çoğu kez bir ilk adım olmaktan ileri geç mez. Gözlem veya deney kadar teorik kavram oluşturmaya ve hipotez kurmaya da ihtiyaç vardır. Bu ise sezgi, yaratıcı muhayyile ve olgusal ilişkiler üzerinde akıl yürütme gerektirir: Bacon ın sandığı gibi, olguları sınıflama biçiminde mekanik bir işlem bunun için yeterli değildir. Bilimsel yöntem gözlem ve deneye olduğu kadar, hatta belki daha fazla, spekülatif düşünmeye yer verir. Bununla birlikte Bacon ın, empirik bilimlerin yöntem ve anlamı üzerinde duran ilk düşünür olarak, önemli bir hizmet gördüğü inkâr edilemez. Bacon ın en başta karşı çıktığı şey bilgisizlikti. O, kendi gününe dek sürüp gelen bilgisizliği ve doğa karşısındaki yılgınlık ve zavallılığı insanoğlunun bir alınyazısı olarak kabul etmez. Bu sonuç ona göre ne insan aklının yetersizliğinden, ne de doğanın anlaşılamayacak denli karmaşıklığından ileri gelmektedir; sadece yanlış bir yönteme bağlılıktan doğmaktadır. O, doğru yöntemi bildiği iddiasındadır ve bu indüksiyondan, yani, tüm yargı ve genellemelerimizi gözlem veya deneyle elde edilen olgusal bilgilere dayamadan, başka bir şey değildir. Bacon m yanlış saydığı, karşısına çıktığı yaklaşımlar nelerdir? En başta aklın birtakım peşin konmuş ilkelerden doğa bilgisine ulaşabileceği görüşü gelir. Bu yüzden teori, gözlem ve uygulama arasında tam bir kopukluk meydana gelmişti. Ona göre fizik ve astronomi gibi teorik bilimlerin spekülatif ve yararsız kalmasının nedenini bu kopuklukta aramak gerekir. Bilimi etkin kılmanın başlıca yolu teori ile uygulamayı, akıl ile olgusal dünyayı birleştirmektir. Bacon ın karşısına dikildiği ikinci bir yaklaşım, her türlü bilimsel çözümün Aristoteles de aranması, Aristoteles otoritesine duyulan mutlak saygıydı. Daha önce ayrıntılı olarak belirttiğimiz gibi (bkz. s. 40) on- 109
üçüncü yüzyılda Avrupa da bilimsel ilgilerin uyanması ve St. Thomas Auqinas ın ortaya çıkmasıyla Aristoteles büyük bir ağırlıkla ön plana geçer. Onun özellikle fizik ve mantık öğretileri, hiçbir eleştiri veya kuşkuya yer verilmeksizin olduğu gibi kuşaklar boyunca kabul edilir. Bilim adamları ilgilendikleri problemleri olgusal gözlem ve deneye giderek değil, Aristoteles e başvurarak çözmeye çalışırlardı. İmdi, bu tutum Aristoteles fiziği doğru olsaydı bile bilim için öldürücü olmaktan ileri geçemezdi. Kaldı ki, bu fizik hemen her yönüyle yanlıştı. Gerçi Aristoteles çok sınırlı da olsa dedüktif mantığı kurmuştu. Onun özellikle biyoloji alanındaki gözlemsel çalışmalarını da inkâr edemeyiz. Ne var ki, o bir matematikçi olmaktan uzaktı; olgusal ilişkileri ifadede matematiksel yöntemlerin ne gücünü ne de gereğini biliyordu. Üstelik fizik ve astronomi alanlarındaki teorileri ya metafiziksel nitelikteydi, ya da düpedüz a priori yargılara dayanıyordu. Bu tür teori veya yargılardan, gene Aristoteles in tasımsal (syllogistic) mantığını kullanarak doğa üzerinde bilgi edinme çabalarını Bacon boş ve gülünç buluyordu*. Parlamen toda veya yargı katlarında tartışırken karşınızdakini matetmek veya güç duruma düşürmek için tasımsal mantık belki işe yarayabilirdi; fakat bilimsel inceleme veya düşünmenin görünür hiçbir aşaması için bu mantık yeterli olamazdı. Bu nedenledir ki, Bacon, Aristoteles mantığı demek olan Organum (= araç) a karşı kendi önerdiği indüktif mantığı konu alan Novum Organum (= yeni araç) u çıkarır. Ona göre gerçeğe ulaşmanm iki ve yalnız iki yolu vardır. Bunlardan biri, olguları bir yana itip aradığımız doğruları dedüktif yoldan doğruluğu apaçık a priori ilkelerden elde etme yöntemidir. İkincisi, tam tersine, olguların tek tek gözleminden başlayıp önce genellemelere gitme, sonra da bu genellemelerden daha da genel ve kapsamlı olan aksiyomlara ulaşma yoludur. Bacon skolastik düşünmenin temel özelliği saydığı birinci yolu kısır ve yararsız sayarak reddeder; buna karşı doğru ve etkin saydığı ikinci yolu bilimin biricik yönte mi olarak önerir. Unutmamak gerekir ki, Bacon bir bilim adamı olmaktan çok bir düşünür, bir filozoftu. Onun bilime hizmetini skolastik geleneği eleştir mesinde, daha geçerli ve doğru saydığı deneysel yöntemi önermesinde aramak gerekir. Bilim felsefecisi ol arak iki yönden yetersiz kaldığı söylenebilir: 1. Hipotez veya teorinin bilimde yer ve işlevini iyi anlayamamış olması; 2. Matematiksel yöntemlerin bilime sağladığı büyük olanakları (*) «Tasımsal mantık» ikisi öncül, biri sonuç olmak üzere üç önermeden kurulan çıkarım (argüman) larla uğraşır. Klasik örnek: Bütün insanlar ölümlüdür; Sok- rates insandır; o halde Sokrates de ölümlüdür. 110
görememesi. Bu iki nokta dışında, Bacon ın bilim anlayışı ve bilimin ileri - ki gelişmeleri üzerindeki sağlam sezgisi bugün bile hayranlığımızı çekecek güç ve değerdedir. Descartes m Yöntem Anlayışı Bacon da eksikliğine değindiğimiz teori ve matematik anlayışını fazlasıyla René Descartes (Dekart, 1596-1650) da bulmaktayız. Düşüncesi, doğa bilimlerinin yöntemi üzerinde ince çözümlemelere dayanan Descartes aynı zamanda büyük bir matematikçidir. Analitik geometrinin kurucusu olarak kazandığı ünün, modern felsefenin babası sayılması ölçüsünde büyük ve haklı olduğu söylenebilir. Bilim, felsefe ve matematikte önemli çalışmalar yapan Descartes, tüm bu alanlarda amatör olarak kalmış, herhangi bir üniversite veya öğretim kurumu ile bağlantısı olmamıştır. Doğa felsefesindeki çalışması başlıca şu iki hedefe yönelmişti: 1. Mekanik biliminde gelişen ve uygulama alanı bulan matematiksel yöntemi açıklamak ve diğer alanlara genellemek; 2. Bu yöntemi kullanarak doğanın işleyişinin genel bir mekanik açıklamasını yapmak. Galileo nun İtalya da engizisyon mahkemesi önüne çıkarılmasıyla Fransa da da özgür düşünmeye olanak kalmadığı endişesine kapılan Descartes, Hollanda ya geçmek zorunda kalır; ünlü Metot Üzerine Konuşma kitabını orada yayınlar. Aslında matematik ve optik üzerine yazmayı tasarladığı bir esere önsöz olarak hazır ladığı bu kitap, iki bölümden meydana gelmiştir. İlk bölüm matematik-dedüktif yöntemin bir çözümlenmesini; ikinci bölüm fiziksel dünya görüşünün genişçe bir özetini vermektedir. Daha sonra Felsefenin İlkeleri adı altında genişletilen bu ikinci bölüm onyedinci yüzyılda oldukça etkili olmuştur. Skolastik düşünceye ve geleneksel önyargılara karşı çıkan Bacon ı Descartes olumlu bulur. Ne var ki, yöntem üzerindeki görüşünü beğenmez. Ona göre empirik olguları öne almakla Bacon soruna ters yönden yaklaşmıştır; oysa doğru olan dedüktif çıkarımlarımıza temel olacak genel ilkeleri saptamaktır. Bu ilkelerin doğrulukları sezgisel olarak açık, seçik ve hiçbir kuşkuya yer vermeyecek biçimde kesin olmalıdır. Öyle ki, matematik veya geometride olduğu gibi, doğruluğu apaçık bu ilkelerden çıkarılacak sonuçlar hem kesinlik kazansın, hem de evrenin önemli özelliklerini dile getirmiş olsun. Böylece akıl yürütmeye büyük yer ayıran Descartes, doğa bilimlerini matematik modele göre kurmak ister. Onun aradığı kesinliktir; matematikte ulaşılan kesinliğe aynı yoldan gidilerek bilimlerde de ulaşılabileceğini düşünür. 111
Dedüksiyona büyük önem veren Descartes gibi rasyonalist düşünürlerin gözden kaçırdıkları noktaları şu üç başlık altında toplayabiliriz: (1) Bir çıkarım veya ispat biçimi olan dedüksiyonun bir bilgi üretme yolu olarak görülmesi. (2) Aksiyom veya postula denilen ilk önermelerin inkârı imkânsız birer mutlak doğru sanılması. (3) Akıl veya sezgi yoluyla ulaşılan, doğruluğu zorunlu ilkelerden olgusal dünyaya ilişkin sonuçların çıkarılabileceğine inanılması. Öte yandan, Descartes ın dedüktif yaklaşımı bilimde hipotezin önem ve yerini anlama yönünden modern anlayışa çok yakındır. Optik üzerindeki araştırmalarında bizim şimdi «hipotetik-dedüktif» dediğimiz yöntemi kullandığını belirtmekten geri kalmaz. Metod Üzerine Konuşma'da da bazı sonuçlara hipotez kurarak ulaştığını söyler. Ona göre bir hipotezin doğrulanması verdiği sonuçlara bağlıdır. Bilimsel açıklama konusunda derin bir anlayışı gösteren şu sözleri üzerinde dikkatle durulmaya değer: Hipotezlerden çıkarılan sonuçlar deneysel verilerle kesinlik kazandığından, hipotezler onları ispat etmemekte, ancak açıklamaktadır. Oysa, hipotezlerin ispatı bu sonuçlara bağlıdır. Bu anlayışın, hipotezlere sırf olguları «kurtarma» için yer verildiğinden eğlenerek şikâyetçi görünen Bacon ın tek yanlı ve çoğu kez yüzeysel kalan anlayışından çok ilerde olduğu açıktır. Descartes m yöntem üzerinde söyledikleri burada bitmemektedir. Ana liz, sentez ve analoji gibi noktalarda ortaya koyduğu düşünceler de ilginçtir. Descartes, hipotetikdedüktif yöntemin her zaman geçerli veya hiç değilse etkili olmadığı kanısını saklamamıştır. Örnek olarak «paralel ışınları bir noktada toplayacak merceğin biçimini bulma» problemini gösterir. Ona göre bu konuda ne gözlem ve deney, ne de matematiksel çıkarım işe yarar; yapılması gereken şey her şeyden önce problemi en basit parçalarına ayırmaktır. Bunun için inceleme, farklı ortamlarda de ğişik ışınların ilişkilerinden başlayarak genellikle ışığın davranış bilgisine dek sürdürülür. Analitik nitelikteki bu süreci, olgusal olarak test edebileceğimiz sonuca ulaşmak amacıyla ters yönde giden bir sentez süreciyle tamamlamak gerekir. Descartes m önerdiği bu analiz-sentez yöntemiyle Bacon ın, yüzeysel özelliklerin var ve yokluğuna bakarak olguları gruplamasını bir tutmak son derece yanlış olur. Descartes «analiz» derken, olguların yüzeyinde kalmayıp kökenine inmeyi, başka bir deyişle, olayın ilk koşullarına git 112
meyi, gerçeği görünmeyen ilişkilerde yakalamayı, kastediyordu. Üstelik bu işlem yanılma-denemenin ötesinde planlı ve sistemli bir araştırma içeriyordu. Kant ın daha sonraki deyişiyle, «soruları ile doğayı cevap vermeye zorlayan» bir araştırma yöntemiydi bu. Yöntem konusunda son derece ihtiyatlı konuşan Newton bile, Optik adlı kitabının sonunda, «ana- liz-sentez» yönteminden övgüyle bahseder. Ona göre, bilimsel araştırmanın güvenle kullanabileceği metodun özünü Descartes, «analizsentez» yöntemiyle ortaya koymuştur. Descartes ın metod öğretisinin aynı derecede etkili, fakat belki de daha rasyonel başka bir yanı da analoji ile ilgilidir. Analiz karmaşık bir problemi basit öğelerine indirgeyerek anlamayı kolaylaştırma aracıdır. Ne var ki, bize apaçık görünen bu basit öğeler hakkındaki bilgilerimiz her zaman güçlüklerden sıyrılmış değildir. Descartes bu güçlüğü görmüştür: Örneğin ışığın davranış niteliklerini düpedüz analiz yoluyla saptaya- mıyorsak bize, benzer doğa kuvvetlerine başvurarak problemi analoji yo luyla anlayabileceğimizi öğütler. Bu öğütte bilimlerin gelişmesiyle giderek önem kazanan «model» kullanma uygulamasının ilk örneğini bulmamaya olanak var mıdır? Tüm bu görüşlerde ulaştığı inceliğe karşın, Descartes da asıl olan matematiksel düşünmenin sağladığı kesinlik endişesidir. Onun analiz yöntemi bile matematiksel analizin bir uzantısı veya türü olmaktan ileri geçmez. Bir durum veya problem en basit öğelerine indirgendiğinde, bu öğelerin arasındaki ilişkilerin zorunluluğunun açık, seçik ve kesinlikle görülebileceğine inanıyordu. Onun aradığı hipotezlerini sadece sonuçlarına giderek doğrulamak değil, fakat onları birtakım daha temel ve «ilkel doğrulara» giderek kanıtlamaktı. Descartes bu aradığını dinamikte bulduğuna inanıyordu. Newton dan 40 yıl önce formüle ettiği hareketin birinci yasasını buna bir örnek olarak gösteriyordu. Descartes bu yasayı doğruluğunu apaçık kabul ettiği şu ilkeden çıkarmıştı: Hareket de herhangi bir özellik gibi ait olduğu cismin bir hali olduğuna göre, bu halin değişikliğe uğraması için bir dış etken veya kuvvetin etkisine ihtiyaç vardır; aksi halde, cisim düzgün hareket halini sürdürür. Şüphesiz Descartes aldanıyordu. Doğruluğu apaçık bir ilkeden çıkardığını sandığı yasanın öncülleri arasına farkında olmaksızın olgusal içerikli var sayımlar soktuğunu, bu arada evrensel nedensellik ilkesini üstü örtük kabul ettiğini bilmiyordu. Bununla birlikte, onun haklı olduğu noktayı da gözden kaçırmamak gerekir: Bir hipotez veya yasa olguları açıklayıcı bir ilke olduğu kadar, ait olduğu bilimin en temel kavram ve ilkeleriyle de çok sıkı bir ilişki içindedir. Açıkladığı olgular onu 8 113
doğrulamakta, ilişki içinde olduğu temel kavram ve ilkeler ise, ona ge çerlik kazandırmaktadır. Descartes ın Bilime Katkısı Descartes ın matematik ve bir ölçüde de optik dışında bilime katkısı parlak değildir. Fizik ve kozmolojiye ilişkin fikirlerinin çoğu, yaşa dığı yüzyılda bir hayli etkili olmakla birlikte, yanlıştır. Daha gençliğinde üstün matematik yeteneklerini ortaya koyan Descartes, mistik nitelikte bir deneyim yaşar: Karşısında beliren bir «ruh» veya «melek» ona doğanın tüm sırlarının anahtarının matematikte olduğunu söyler. Bunun üzerine çalışmaya koyulan Descartes çok geçmeden cebirsel yöntemleri geometriye uygulayarak analitik veya koordinat geometriyi kurar. Şöyle ki, (bkz. Şekil 5) O noktasında OX ve OY doğruları birbiriyle dik açı yapacak şekilde çizilir. P gibi bir noktanın konumu, X in üzerinde OM mesafesi, Y üzerinde PM mesafesi gösterilerek belirlenir. Şayet X in artması ile Y de düzgünce artarsa bu ilişki OP doğrusu olarak belirir. Şayet Y, bir sabitle çarpılmış X 2 ye eşitse, ortaya çıkan OP eğrisi bir paraboladır. Bu tür denklemler cebirsel olarak işlem görebilir
ve elde edilen sonuçlar, birçok fizik problemlerin çözümü için geometrik yönden yorumlanabilir. Descartes ın geometriye getirdiği bu yeniliğin, Öklid den beri bu alanda meydana gelen en büyük gelişme olduğu söylenebilir. Uzay ilişkilerinin analitik olarak, sayısal ilişkilerin de geometrik olarak temsil edilebileceğini gösteren bu çalışma Descartes da tüm fiziğin uzay ilişkilerine indirgenebileceği düşüncesini uyandırır. Nitekim o da bunu gerçekleştirmeye çalışır; hatta daha ileri giderek yıldızları, gezegenleri, canlı ve cansız varlıklarıyla tüm evreni matematiksel olarak açıklamayı tasarlar. Buna paralel olarak bütün bilimlerin birleştiğini ve her şeyin tek bir yöntemle, matematikle, incelenmesi gereğini savunur. Bu yanıyla Descartes m geniş ölçüde Aristoteles i andırdığı söylenebilir. Ger çekten, Aristoteles sisteminin yıkılışı ile ortaya çıkan boşluğu Descartes daha bilimsel görünen yeni bir sistemle doldurur gibidir. Onun Kıta Avrupa sında bir süre moda haline gelmesi belki de bu boşluğu doldurma çabasından ileri gelmiştir. Bu sistem kuşkusuz ortaçağların teolojik sistemleri gibi rahat ve kolay anlaşılır türden değildi. Duygusal olmaktan çok rasyoneldi. Evrendeki varlıklar ruh ve madde olarak ikiye ayrılmıştı. İnsan ruhu düşünen bir nesneydi; onun dışındaki her şey madde ve hareketten ibaretti. Bunların üstünde yer alan Tanrı da tüm olup bitenlerin matematiksel kurallara uygunluğunu sağlayan yüce güçtü. Descartes a göre, maddî nesnelerin temel niteliği uzam veya yer kaplama diyebileceğimiz özelliktir. Bunun dışındaki özellikler gözlemci lerin nesnelere yüklediği niteliklerdir. Böylece Aristoteles gibi o da boş luğa olanak tanımaz. Uzayda maddeyle dolu olmayan yerlerin «esir» denilen daha ince bir maddeyle doldurulmuş olması gerekir. Katılık, ağırlık, renk ve duyular üzerindeki diğer etkiler, maddenin çeşitli biçim, büyüklük ve hareket parçacıklarına ayrılmış olmasıyla açıklanmıştır. Her türlü değişiklik sadece yersel hareketten ibarettir. Hareket gerçek olup, geçişi sadece bir cisimden bir başka cisme olabilir. Bu düşünce Descartes ı ünlü girdap teorisine ulaştırır. Buna göre, dünyada temas halinde olan tüm cisimler biri ötekinin yerini alarak ve girdap yaratarak hareket eder. Gök cisimlerinin dolaşımı da bu girdaplar aracılığıyla olur. Descartes doğrudan etki olmaksızın hiçbir harekete olanak görmez. Uzaktan etki fikrini kabul ettiği ve fiziksel nedenleri görmezlikten geldiği için Galileo yu eleştirir. Yerçekiminin de girdaplarla açıklanabileceğini savunur. Descartes bu girdapların zorunlu özelliklerini de belirtmeyi ihmal etmez. Ne var ki, ara dan 40 yıl geçmeden bu özelliklerin gözlemlere uymadığını Newton matematiksel olarak gösterir. Girdap teorisi geçerliğini sürdürmez, fakat onun 115
yerini alan Newton un yerçekimi teorisinin de tam bir açıklamaya dayandığı söylenemez. 6. Galileo Galilei Öz Yaşamı Modern bilimin başlamasında ve son üç yüzyıllık sürekli ve atı- lımlı gelişmesinde pek çok bilim adamının katkısı vardır. Fakat bunlar içinde Galileo nun katkısı özel bir yer tutar. Galileo yalnız astronomiye yeni bir güç ve olanak getirmekle kalmadı, Aristoteles fiziğinden modern fizik bilimine geçişi sağlamakla Newton da tamamlanan onyedinci yüzyıl bilimsel devrimini başlattı. O, aynı zamanda Bacon ve Descartes ın temsil ettikleri indüktif ve dedüktif görüşleri birleştirerek modern anlamda hipotetik-dedüktif yöntemin oluşumunu gerçekleştirdi. Bacon ve Descartes da olduğu gibi, Galileo da da yöntem ilgisi «kesin ve evrensel sonuçlara ulaşma» endişesinden doğmuştur. Skolastik düşünceye karşı çıkma ve bilime daha sağlam bir temel bulma üçünün paylaştıkları bir özelliktir. Bacon kesinliği duyusal verilerde, Descartes aklın ışığında aramıştı; Ga- lileo nun deney ve matematiksel düşünmeyi birleştirerek yöntem anlayışında modern senteze ulaştığını görüyoruz. Galileo Galilei (1564-1642) Pisa da doğdu. Fakir bir soylu olan babasının tek uğraşı müzik ve matematikti. Vallombrasa manastırında öğrenim yapan Gaiileo nun skolastik veya Aristoteles çi gelenek içinde yetiştiği söylenebilir. Aldığı dersler arasında Yunanca, Latince ve Mantık önemli yer tutuyordu. Bilimle ilgili derslerden ise hoşlanmadığı anlaşılıyor. Öğretmenlerinin onu tarikata girmeye teşvik etmesi üzerine babası bunu önlemek için Galileo yu Pisa Üniversitesinde tıp öğrenimine başlatır. Bir rastlantı olarak geometri üzerine dinlediği bir konferans, matematiğin tıpdan çok daha ilginç olduğuna onu inandırmaya yetti. Tıp derslerini bir yana itip, matematik derslerini kapı aralıklarından izlemeye başladı. Bunu gören yetkililer, tıpdan matematiğe geçmesine izin verirler. Ne var ki, Galileo parasızlık nedeniyle bir süre sonra öğrenimini bırakmak zorunda kalır. Yaşamını Floransa da ders vererek kazanmaya başlayan Galileo çok geçmeden bilimsel ün kazanır; daha 25 yaşındayken eski üniversitesi Pisa ya matematik okutmanı olarak çağrılır. Galileo düşüncelerinde bağımsız, sözünü esirgemeyen, müstehzi bir insandı; bu yüzden çok geçmeden çevresinde sevilmeyen, istenmeyen biri olur. İki yıl sonra Pisa yı bırakıp Padua Üniversitesine matematik profesörü olarak geçer. 116
Tüm yaşamı boyunca bilime kendini adayan ve doğru bildiğini açık lamaktan çekinmeyen Galileo nun kiliseyle er geç başının derde gireceği kaçınılmazdı. Kopemik teorisini teleskopla kanıtladığı iddiası yetkililerin sabrını taşırmıştı. 1616 da Engizisyon Mahkemesi, kapalı bir oturumunda onu mahkûm etmişti. Fakat o, başeğmek şöyle dursun, isyankâr davranışında daha da ileri gidiyordu. 1633 de tekrar, fakat bu kez açıktan, mahkeme önüne çıkarıldı. Yetmiş yaşında dayanma gücünü kendinde göremeyen Galileo, dünyanın döndüğü savını bir daha ağzına almayacağını bil direrek tövbe eder. Rivayete göre Galileo, kendisinden istenen bu vaadi yaparken, bir yandan da «Ama, gene de dünya dönüyor» diye mırıldanmaktan geri kalmaz. Galileo geriye kalan yıllarını kilisenin göz hapsinde yalnızlık içinde ve kör olarak evinde geçirir. Galileo nun Fiziğe Katkıları Kepler gezegenlerin güneş etrafında çembersel değil, elips biçiminde yörüngeler çizdiklerini, düzgün değil değişen hızlarla hareket ettiklerini kanıtlamakla Aristoteles çi geleneğin iki önemli önyargısını yıkmıştı. Bu geleneğin sağduyuya da uygun gelen bir ilkesi de, cisimlerin hareketi ile ilgiliydi. Aristoteles pek haklı olarak hareket halindeki bir cisim itilmez- se (veya çekilmezse) er geç durur, demişti. Bu, hepimizin günlük gözlemleriyle de doğruladığı bir gerçek. Ne var ki, görünüşte kalan bu gerçek, bilimin gelişmesini uzun süre engellemekten geri kalmamıştır. Birçok hal - lerde sağduyu ile bilimin çatışması da buradan gelmektedir. Sağduyu gö rünüşle yetinirken, bilimin görünüşün ötesinde birtakım nesne veya ilişkilere gittiğini görüyoruz. Herakleitos un çok önceleri söylediği gibi, evrenin işleyişine esas olan ölçüler gizlidir; bilimsel araştırmanın amacı bunları gün ışığına çıkarmaktır. Kaldı ki, bilim tarihindeki pek çok örneklerden gördüğümüz gibi, görünüşteki olup bitenlerin açıklanması için de bu geride yatan ilişkilerin ortaya çıkarılmasına ihtiyaç vardır. Aristoteles in cisimlerin hareketi ile ilgili görüşü, görünüş çerçevesinde doğru, fakat temelde sakattı. Hareket halinde bir cismin durması itilmemesinden değil, hareketten alıkoyucu birtakım nedenlerin varlığından ileri geliyordu. Bu engeller ortadan kaldırıldığında cismin hareketini sürdürmesi beklenir. Ne var ki, gerçek dünyada bir hareketin tam serbest kalması olanaksızdır. Sadece engelleyici kuvvetler azaltılabilir veya hafifletilebilir. Nitekim pürüzsüz yüzeylerde hareketin daha uzun sürdüğünü hepimiz biliyoruz. Tüm engellerin giderildiği ideal bir durumda hareket halindeki cisimler hareketlerini sonsuza dek sürdürürler. Fiziğin bu evrensel ilkesini ilk formüle eden Galileo yalnız Aristoteles dinamiğini yıkmakla 117
kalmaz, fakat aynı zamanda bilimin görünüşle bağlı kalamayacağını da gösterir. Yeni ilke geleneksel öğretiden şu iki yönde ayrılıyordu: 1. Hareketsizlik gibi hareketin de cisimlerin doğal bir özelliği olduğu; 2. Çem- bersel hareketin değil, fakat kelimenin özel anlamında «doğrusal» hareketin doğal sayılması gerektiği. Buna göre, hareket halindeki bir cisim için doğal olan, hareketini düz bir çizgi üzerinde aynı hızla sürdürmektir. Galileo, cisimlerin düşme olayını da aynı yaklaşımla ele alır. Hemen herkes bilir ki, atmosferde serbest bırakılan aynı büyüklükte iki cisimden daha yoğun olanı yere daha erken ulaşır. Burada da gördüğümüz, gözlenen sonucun, düşmenin yer aldığı ortamın etkisinden dolayı görünüşte kalan bir olgu olmasıdır. İdeal bir durumda, (yani, düşmeyi engelleyen hiçbir atmosferik etkenin olmadığı tam bir boşlukta) yoğun lukları ne olursa olsun tüm cisimler aynı düşme mesafesini aynı sürede tamamlarlar. Gözlemler düşmenin sabit bir hızla değil, saniyede 32 ayak (yaklaşık 10 metre) artan bir hızla meydana geldiğini göstermiştir. Burada hareketin düzgün doğrusal değil, ivmeli olması boşlukta dahi bir etkinin araya girdiği ve doğal hareketi değiştirdiği düşüncesine yol açmıştır. Bu ise, yerçekimi kuvvetinden başka bir şey değildir. Galileo böylece fiziğin iki önemli yasasını keşfetmiş olur. Bunlardan ilki «eylemsizlik ilkesi» diye bilinir ve şöyle ifade edilir: Her cisim bir dış kuvvetin etkisi olmadıkça hareket halindeyse hareketini aynı hızla düz bir çizgi üzerinde, duruyorsa hareketsizliğini sürdürür. Daha sonra da göreceğimiz gibi, bu yasa Newton mekaniğinde hareketin birinci yasası olarak tanımlanır. Galileo nun keşfettiği ikinci yasa, «Cisimlerin Serbest Düşme Yasası» diye bilinir ve şöyle ifade edilir: Serbest düşen bir cismin düştüğü mesafe, düşme süresinin karesiyle doğru orantılı olarak değişir*. Matematiksel olarak: s = 1/2 gt 2 (Denklemde s düşme mesafesini, t düşme süresini, g sabit bir değer olup yerçekimi ivmesini simgelemektedir). Galileo, kendisinden sonra gelen tüm bilim adamları gibi, maddenin (*) Rivayete göre Galileo eğik Pisa Kulesi nden farklı ağırlıkta cisimler atarak civardan geçen Aristoteles çi profesörlere düşme hızının ağ'rlığa bağlı olmadığını deneysel olarak «ispatlamak» istermiş. Ancak bunun tarihî gerçekliği üzerinde ciddi şüpheler vardır. Galileo böyle bir deneye başvurduğuna hiçbir eserinde değinmemiştir. 118
«birincil» dediği özellikleri (kütle, biçim ve hareket) ile ilgileniyordu. «İkincil» dediği renk, tat, koku ve ses gibi özellikler ölçülemediğinden onu ilgilendirmiyordu. Galileo nun Astronomiye Katkıları Galileo nun fizikteki buluşları teorik bilgi yönünden olduğu kadar, uygulama yönünden de etkisini göstermekte gecikmez. Galileo nun koruyucusu Tuscany Dükü savaş tekniğinde ilerleme istemektedir. Galileo, atılan bir merminin izleyeceği yolu saptamaya çalışırken, bulduğu iki yasadan yararlanma yoluna gitmekle teorik bilginin uygulama değerine çok canlı bir örnek verir. Atılan bir merminin izlediği yolu incelediğimizde, bunun aslında iki ayrı hareketin bir bileşimi olduğunu görürüz. Bu hareketlerden biri doğ rusal ve düzgün niteliktedir, diğeri dikey bir düşmeden ibarettir. Birincisi eylemsizlik ilkesine, İkincisi cisimlerin serbest düşme yasasına bağlıdır. İkisinin birleşimi olan hareket ise parabol biçiminde bir yol izler. Burada toplamın paralelkenar yasasına uyan yönlendirilmiş büyüklüklerin kompozisyonuna bir örnek görmekteyiz. Hız, ivme ve kuvvet gibi büyüklükler için de aynı yasa geçerlidir. Galileo nun astronomi alanındaki katkılarına gelince, bunlar ilk bakışta çok daha somut ve çarpıcıdır. Bacon, Tycho ve Kepler in tersine, Galileo daha baştan Kopernik in heliosentrik teorisini benimser ve teoriyi doğrulamak için yoğun bir araştırma içine girer. 1609 da bir HollandalI gözlükçünün uzak nesneleri büyüten bir mer cek icat ettiğini öğrenince, hemen çalışmaya koyulur; ışığın yansıma ve kırılma olguları üzerindeki bilgilerinden yararlanarak ilk teleskop u yapar. Batlamyus astronomisini temelinden çökerten buluşlar birbirini kovalamaya başlar. Ayın yüzeyinin, öteden beri sanıldığı gibi kusursuz ve pürüzsüz değil, kayalıklı dağ ve vadilerle kaplı olduğu görülür. Samanyolunun sayısız yıldız kümelerinden başka bir şey olmadığı ortaya çıkar. Gelenekse öğretinin, gezegenlerin yediden fazla olamayacağı varsayımı, Jüpiter gezegeninin etrafında Kepler yasalarına göre dolanan dört uydusunun saptanmasıyla bir anda geçerliğini yitirir. Galileo nun teleskopu, Kopernik in Venüs gezegeninin ay gibi değişik görünüşler göstereceği ile ilgili varsayımını da doğrular. Bütün bu buluşlar, yüzyılların pekiştirdiği birtakım önyargılara dü pedüz ters düşüyordu. Padua Üniversitesindeki Aristotelesçi profesörler, teleskopu şeytanî bir araç sayarak onunla göklere bakmayı reddediyorlardı. Galileo nun Pisa daki eski meslekdaşları da, onun gözlemlerinin 119
neden doğru olamayacağını mantıksal yollardan giderek göstermeye ça lışıyorlardı. Öyle görünüyordu ki, skolastik düşünceye sıkı sıkıya bağlı kafaları dogmatik uykularından uyandırmak kolay olmayacaktı. Üstelik Galileo nun iki kez engizisyon mahkemesi önüne çıkarılması da gösterir ki, bu kafaları fazla rahatsız etmeye de gelmez. Kopernik ve Kepler, gezegenlere ait hareketlerin matematiksel olarak ifade edilebileceğini göstermişlerdi. Galileo daha ileri gider, yer küresi üzerindeki cisimlerin yersel hareketlerinde de matematiksel ilişkilerin saptanabileceğini gösterir. Pisa daki katedralde tavandan asılı bronz lambaların hareketini seyrederken, ister büyük ister küçük olsun, tüm salınmaların aynı zamanı aldığını görür. Bu gözlemi onu matematiksel bir ilişkiye dayanan (sarkaç, ya da pandül) yasasını formüle etmeye götürür. Cisimlerin serbest düşme olgusunda da onun hız, mesafe, ağırlık ve zaman gibi değişkenler arasında matematiksel ilişkiler kurmaya çalıştığını görüyoruz. Önce, hızın düşme mesafesiyle orantılı olduğu hipotezi üzerinde durur. Fakat bu doğrulanmayınca, hızın düşme süresiyle orantılı olduğu hipotezini ele alır; eğik düzlemler üzerinde bilye yuvarlama deneyleriyle hipotezini doğrulama yoluna giderek yasayı formüle eder. Galileo nun eğik düzlemler üzerindeki deneyleri onu sonunda «ey lemsizlik yasası» denilen ilkeyi düşünmeye" de götürür: Eğik bir düzlem üzerinde düşen bir bilyenin, aynı derecede eğik karşıt bir düzlem üzerinde düşme mesafesi kadar bir yüksekliğe çıktığını gören Galileo, hareketi durduran şeyin sürtünme olduğunu sezer. Galileo da Kepler gibi tüm evrenin matematiksel ilişkiler üzerinde kurulduğu inanandaydı. Ancak, onun inancı mistik değil, rasyonel bir temele dayanıyordu. O, «doğa matematik dille konuşur» derken ne Aristoteles geleneğinde olduğu gibi doğayı insan imajı ile düşündüğünü, ne de Pythagoras çı gelenekte olduğu gibi sayılara mistik veya tanrısal özellik verdiğini ifade ediyordu. Düpedüz insanın dışında, ve onun istek ve eğilimlerinden bağımsız olan olgusal dünyanın, ancak matematiksel yöntemlerle anlaşılabileceğini anlatmak istiyordu. 7. Sir İsaac Newton Bilim Adamı Olarak Özelliği Galileo nun öldüğü yıl dünyaya gelen İsaac Newton (1642-1727), genellikle tarihin en büyük bilim adamı sayılır. Onun fizik, astronomi ve matematikteki buluşlarının her biri tek başına göz kamaştırıcı parlaklıktadır. Başarılarının tümü gözönüne alındığında ortaya erişilmez bir yüce 120
lik çıkmaktadır. Onaltıncı yüzyılda başlayan modern bilim Newton la yetkin düzeye erişir. Ondan önce elde edilen sonuçlar önemli olmakla bir likte, çoğu kez dağınık ve birbirinden kopuk kalmıştı. İlk kez Newton da bütün bu sonuçları kapsayan teorik düzeyde bir sistemin ortaya çıktığını görüyoruz. Küçük bir çiftlik evinde «prematür» doğan Newton, küçüklüğünde parlak bir öğrenci değildi. 1661 de Cambridge Üniversitesine girer, öğrenimini üç yıl içinde tamamlar. İsaac Barrow adında seçkin bir matematik profesöründen ders alması onun için gerçek bir talih olmuştur. Öğrencisinin büyük yeteneklerini tanımakta gecikmeyen Barrow, daha sonra kürsüsünü ona bırakmak için 1668 de istifa yoluna gider. Newton un yaratıcı dönemi bu atamadan önceye rastlar. Veba salgınından dolayı üni - versite 1665 ve 1667 yılları arasında iki yıl kapalı kalır. Newton doğduğu çiftlik evine döner ve burada geçirdiği iki yıl içinde matematik, optik ve gök mekaniği alanlarındaki büyük buluşlarının temellerini atar. O, bu kısa dönemde şimdi «differansiyel hesap» denen «fluxions» metodunu bulur; beyaz ışığın bileşik niteliğini ortaya çıkarır; en önemlisi, evrensel yerçekimi hipotezine ulaşır. Voltaire in, Newton un yeğeninden duyduğunu söylediği ünlü «düşen elma» öyküsü de çiftlikte geçen bu döneme aittir. Ne yazık ki, bu eşsiz keşifler gün ışığına ancak yirmi yıl sonra çıkma olanağı bulacaktır. Newton içine kapalı, gösterişten hoşlanmayan, polemikten kaçan bir kişiydi. Pek çok bilim adamının tersine, onda buluşlarını yayınlama arzusu yoktu. Yakın arkadaşı Halley olmasaydı, Doğa Felsefesinin Matematiksel İlkeleri adlı ünlü eseri belki de hiçbir zaman yazılmayacaktı. O derece ki, bazı buluşlarından, bu arada optikteki çalışmalarından hocası Barrow bile uzun süre habersiz kalmıştı. Newton ilk kez 1671 de kendi icat ettiği bir yansıtıcı teleskobu Kra liyet Bilim Akademisi (The Royal Society) ne sunmakla kamu önüne çıkar. Teleskobun büyük ilgi toplaması üzerine Newton, Kraliyet Bilim Akademisi ne üye seçilir. Akademiye ilk sunduğu bilimsel tebliği, onun «şimdiye dek doğanın işleyişi ile ilgili yapılmış en garip felsefî buluş» diye nitelediği ve altı yıl önceki bir çalışmasının sonucu olduğu halde o zamana dek açıklamadığı bir buluşuyla ilgiliydi. Peki, Newton un adeta ihmal ettiği bu buluş neydi? Bu buluş, bildiğimiz gün ışığının bize beyaz görünmesine karşın aslında pek çok rengin bir karışım veya bileşiminden meydana geldiğinin kanıtıydı ki, pek çok bilim adamı için erişilmesi güç bir ün için yeterliydi. Sonuç beklenilenin üstünde deneysel kesinlik ve açıklıkta olmasına karşın Newton hiç hoşlanmadığı eleştirilerden kurtulamadı. Geleneksel öğretiye göre beyaz ışık türdeş olup, renkler cisimlerin bu ışık üzerindeki etkisinden doğuyordu. Kimsenin henüz 121
adını duymadığı bir gencin çıkıp geleneğin ağırlığını taşıyan öğretiyi ter sine çevirmesi nasıl düşünülebilirdi? Eleştirilerin bir bölümü zayıf nedenlere dayanıyordu; bunlara cevap vermek kolaydı. Ne var ki, Newton un buluşu ile ışık üzerindeki teorileri sarsılan iki bilim adamı (HollandalI fizik bilgini Christian Huygens ile İngiliz bilgini Robert Hooke) nın eleştirileri Newton ın canını sıkacak denli ciddiydi. Bunlar, Newton ın ortaya koyduğu söz götürmez deney sonuçlarını görmezlikten gelerek kendi görüşlerinde direniyor, özellikle Newton in ışık üzerinde bir teori geliştirmemiş olmasını bağışlanmaz bir kusur olarak gösteriyorlardı. Newton istemeyerek de olsa bu eleştirinin etkisiyle ışığın değişik büyüklüklerdeki parçacıklardan oluşan bir akıntı olduğu teorisini ileri sürer. Bu tür tartışmalardan hoşlanmayan Newton, küskünlük havası içinde büsbütün içine kapanır. Ne buluşlarını yayınlama, hatta ne de, gençliğinde tutkuyla bağlandığı bilimsel çalışmaları sürdürme isteği kalmaz içinde. Örneğin Opticks adlı son derece önemli eserini, ancak kendisine karşı çıkan Hook ın ölümü üzerine, 1704 te, yayınlama yoluna gider. Newton un Gök Mekaniği Newton optik üzerindeki çalışmalarıyla, onyedinci yüzyıl biliminin gelişimini doğrudan etkileyen önemli katkılar getirmekle kalmaz, bilimin ne tür araştırmayla ilerleyebileceği konusunda da yetkin örnekler verir. Onun elinde bilim ne sadece bir olgu toplama ve sınıflama süreci olarak, ne de sadece a priori konmuş ilkelerden mantıksal sonuçlar çıkarma işlemi olarak görünür. Onda bilim, kantitatif olarak ifade edilen gözlem ve deney sonuçlarını, bir ana kavrama bağlayan ve o yoldan açıklayan hipotetik-dedüktif bir girişimdir. Galileo da olduğu gibi, Newton da da, asıl amaç, doğanın deneye açık işleyişini matematiksel bir teori ile betimleme ve açıklamaktır. Galileo tek tek kalan kimi olgu türlerinin anlaşılmasında bu yöntemi başarıyla uygular; fakat kapsamlı bir teoriye ulaşamaz. İlk kez Newton görünüşte aralarında hiçbir ilişki olmayan pek çok olgu türlerini( örneğin, elmanın yere düşmesi ile ayın dünya etrafında dönmesi gibi) bir kavram çerçevesinde toplama ve açıklama olanağı sağ layan geniş kapsamlı teori düzeyine çıkabilmiştir. Newton in optik ile ilgili çalışmaları teoriden çok deneyin ağırlık taşıdığı örneklerdir. Şimdi kısaca değineceğimiz gök mekaniği ile ilgili çalışmaları ise teorinin büyük ağırlık kazandığı Örnekler vermiştir. Kepler gezegenlere ilişkin üç yasasıyla güneş sisteminin işleyişini özetlemişti: Gezegenlerin güneş etrafında elips biçimindeki yörüngelerde dolaştığı, gezegeni güneşe bağlayan doğru parçasının eşit sürelerde eşit alanlar katederek ilerlediği; ve tüm gezegenlerde dolaşma periyodun kare- 122
inin, güneşe olan ortalama uzaklığın küpüyle orantılı olduğu. Bu genellemeler güvenilir gözlem ve ölçme sonuçlarına dayanıyordu. Ancak onları açıklayan, başka bir deyişle, «niçin başka türlü değildir de böyle dir?» sorusuna yanıt veren teoriyi Kepler de bulamamaktayız. Böyle açıklayıcı, gözlem sonuçlarını ve o sonuçlara dayalı genellemeleri beklenir kılıcı bir teori için Newton i beklememiz gerekmiştir.gerçi Newton a gelinceye dek birtakım fikirlerin ortaya atılmış olduğunu görüyoruz. Örneğin, daha 1645-te bir Fransız astronomu olan Ismael Boullian, iki cisim arasında onları birleştiren çizgi boyunca bir çekme kuvvetinin varlığından söz etmiş, hatta bu kuvvetin aradaki mesa - fenin karesiyle ters orantılı olduğunu belirtmiştir. 1666 da başka bir bilim adamı, Giovanni Borelli, bir uydunun merkezkaç kuvvetini (ki, o bunu araba tekerleğinin saçtığı çamurları örnek göstererek aydınlatmaya çalışır) uyduyu gezegene doğru çektiği sanılan kuvvetle eşit tutar. Fakat bu tür fikirler dağınık kalmaktan kurtulamamış, soruna matematiksel çözümü getirmekten çok uzak kalmıştır. Newton m soruna eğilmesi, daha önce de belirttiğimiz üzere, veba salgını dolayısıyla çiftlikte geçirdiği 1665-1666 yıllarına rastlar. Newton, yere düşen cisimlerle gökte dolaşan gezegen ve uyduların hareketlerinin aynı ilkeye bağlı olduğu hipotezine burada ulaşır. Düşen cisimlerin ya - sasını bulan Galileo bile bu tür bir ilişkiyi sezmekten uzak kalmıştı. Newton bu kadarla da kalmaz: Mesafenin karesiyle ters orantılı olarak değişen bir çekim kuvvetinin, Keplerin üçüncü yasasını açıklayıp açıklayamayacağını görmek için uzun ve karmaşık hesaplara girişir. Sonunda böyle bir çekim kuvvetinin yalnız üçüncü yasayı değil, onunla birlikte başka sonuçları da açıkladığını görür. Ne var ki, o genç yaşında ulaştığı bu büyük sonucu ya bazı noktalardaki tereddütlerinden, ya kendisini o sıra daha fazla ilgilendiren optik çalışmalarından başını alamadığı için, ya da düpedüz muhtemel eleştirilerden çekindiği için yayınlama veya başka biçimde açıklama yoluna gitmez. «Principia» ve Önemi s 1673 te HollandalI bilim adamı Christian Huygens, sarkaçlı saatler üzerindeki ünlü kitabından Newton a bir nüsha gönderir. Huygens bu kitabında, merkezkaç yasasını da geliştirmişti. Newton in, bu yasanın kendisinin altı yıl önce ulaştığı sonuçtan matematiksel olarak çıkarılabilir olduğunu hemen gördüğü o sırada yazdığı bir muhtıradan anlaşılmaktadır. Fakat aradan bir altı yıl daha geçtiği halde Newton herhangi bir açık- 123
lamada bulunmaz. Sonunda, 1679 da, gene Robert Hook la tutuştuğu bir tartışma üzerine, yeniden çalışmaya koyulur; çok geçmeden, Kepler in ilk iki yasasının da yerçekimi hipotezinden çıkarılabilir olduğunu kanıtlar. Fakat hâlâ yazmaktan kaçınır. Bir süre daha bu konuyu bir yana iterek kendisine daha önemli görünen teolojik sorunlara daldığı görülür. Bu arada büyük astronom Halley de «mesafenin karesi ile ters orantılı» hipotezinin Kepler in üçüncü yasasını açıkladığını anlar, fakat tüm çabasına karşın kanıtlayamaz bunu. Halley, dostu Robert Hook un da problemin hakkından gelemeyeceğini görünce, Cambridge e giderek New- ton a başvurur. Newton çok önceleri yaptığı matematiksel kanıtı hatırlar, fakat kanıtı taşıyan notlarını bulama z. Halley in ısrar ve teşvikiyle kanıt çalışmasına girişen Newton çok geçmeden sorunu çözer ve çözümü kapsayan notlarını 1684-1685 döneminde ders notu olarak kullanır. Halley in sürekli destek ve ısrarı sayesinde bu notlar nihayet bilim tarihinin en ünlü kitabı sayılan «Doğa Felsefesinin Matematiksel İlkeleri» adlı eseri oluşturur*. Yoğun bir çalışma ile kitabını 18 ayda tamamlayan Newton, 1685 te yerçekimi ile ilgili hipotezinin kesin ispatına ulaşır. Buna göre: Evrende var olan herhangi iki cisim birbirlerini kütlelerinin çarpımı ile doğru, aralarındaki mesafenin karesi ile ters orantılı olarak çekerler. İşte bu ilkenin sağladığı ışık altındadır ki, Newton elmanın yere düşmesi ile dünyanın güneş etrafında dolaşması gibi birbirinden pek uzak ve farklı görünen olguları bir kategoride düşünme ve açıklama olanağını elde etmiştir. Newton in uzun süre açıklamaktan çekindiği hipotez, kapsamı o derece geniş, içerdiği olgular o derece çeşitli ki, nihayet «Evrensel Yerçekimi Yasası» gibi yüce bir kimlik kazanır. Edmond Halley in teşvikiyle yazılan Principia, gene onun yardımıyla 1687 de yayınlanır. Basım masraflarının tümünü Halley öder. Son derece güç olan kitabın İngilizceye çevirisi 1729 a dek gecikir. Newton, klasik geometri biçimini izlemiştir kitabında. Kitabı isteyerek zorlaştırdığını söy- (*) Latince yazılan kitap, genellikle Newton in Principia sı diye bilinir. 124
leyen Newton, böylece matematik kafası basit kimselerin sataşmalarından kendini koruyabileceğini ummuştu. Newton, ünlü kitabının konusunu önsözünde şöyle belirtir: «Bu çalışmayı felsefe (bilim demek istiyor) nin matematiksel ilkeleri olarak sunuyorum; çünkü, felsefenin asıl görevi şundan ibarettir: Hareket olgularmdan doğa kuvvetlerini araştırmak ve sonra bu kuvvetlerden doğanın diğer olgularını ortaya çıkarmak. İşte kitabın birinci ve ikinci bölümündeki önermeler bu amaca yöneliktir. Üçüncü bölümde, evren sisteminin açıklanmasında bunun bir örneğini vermekteyim. Önceki iki bölümde matematiksel yoldan kanıtlanan önermeler aracıyla üçüncü bölümde, gökte olup bitenlerden cisimleri güneşe ve gezegenlere doğru harekete geçiren çekim kuvvetlerini çıkarıyorum. Sonunda, bu kuvvetlerden, gene matematiksel olan diğer önermelere dayanarak, gezegenlerin, kuyrukluyıldızların, ayın ve denizin hareketlerini çıkarsıyorum.» Newton, bu sözleriyle ulaştığı sonuçlardan çok, izlediği yöntemi dile getirmektedir. İlk uygulama örneklerini Galileo da bulduğumuz modern bilimsel yöntem Newton da tam kristalize olmuş görünmektedir. Newton, «hareket olgularmdan doğa kuvvetlerini araştırmak ve sonra bu kuvvetlerden doğanın diğer kuvvetlerini ortaya çıkarmak» derken bu yöntemin özünü açıklıyor: Gözlem > teori > açıklama ve öndeyi. Deyim yerinde ise, Descartes ve Bacon ın sentezinden doğan yeni bir anlayış. Bu anlayışta Newton in, çok iyi kullandığı, fakat sözünü etmediği başka bir öğe daha var: Yaratıcı muhayyile. Muhayyile kontrollü gözlem ve deneyle birleştiğinde sonucun ne denli verimli ve göz kamaştırıcı olabileceğinin en iyi örneklerini Newton vermiştir. Galileo nun, Kepler in ve daha başkalarının buluşlarını Newton gibi başkaları da bilmekteydi. Fakat bu buluşları birbirine ilişkin görüp bir teorinin kapsamında birleştirmek için bilgi yetmiyordu; Newton m yaratıcı muhayyilesine ihtiyaç vardı. Newton in Principia da ulaştığı sonuçlara gelince, bunları kısaca şöyle belirtebiliriz: 1. Hareketin üç temel yasaya indirgenmesi ve bu yasalara dayanı larak dinamiğin dedüktif bir sistem olarak kurulması. Hareketin birinci yasası Galileo ilkesinin tümel biçimde ifadesinden ibarettir: Bütün cisimler engellenmedikçe aynı hızla aynı doğrultuda hareketlerini sürdürür. İkinci yasa kuvveti hız veya yön değiştirmenin nedeni olarak tanımlamakta ve kütle ile ivmenin çarpımı olarak ifade etmektedir: F = a x m. 125
Üçüncü yasa, «her etkiye karşı eşit bir tepki vardır» ilkesini dile getir mektedir. 2. Temel yasaların dayandığı kavramların tanımlanması. Newton yasaları ortaya koymadan önce bazı önemli terimlerin anlamları üzerinde durur. Örneğin, «kütle»yi bir cismin yoğunluğu ile hacminin çarpımı, «momentum»u kütlenin hareket hızıyla çarpımı olarak tanımlar. Fakat yoğunluğu, bir cismin kütlesinin hacmine bölümü olarak tanımlama zorunda olduğumuzdan, birinci tanım işe yaramaktan uzaktır. İkinci tanımda da güçlük kendini gösteriyor: Hareket hızını nasıl tanımlayacağız? Newton m yasaları geçerliğini sürdürdüğü halde, ilerde de göreceğimiz gibi, tanımları çeşitli yönlerden yetersiz kalmıştır. Onun mutlak zaman ve uzay kavramı gibi kütle kavramı da çağdaş fizikte terk edilmiştir. 3. Astronomide Kopernik ve Kepler in ilk adımlarını attıkları sistemin bilimsel bir teori olarak kurulması. Evrensel yerçekimi yasasının sağladığı geniş çerçeve içinde tüm gezegenlerin, uyduların, kuyrukluyıldızların hareketleri en küçük ayrıntılara dek açıklanma olanağı bulur. Daha önce pek anlaşılmayan veya bir tür gözlem hatası sayılan yörünge sapmaları bile bu ilkenin ışığında beklenir olgulara dönüşür. Hatta ilerde değineceğimiz gibi, teorinin yüksek açıklama ve öndeme gücü sayesinde henüz bilinmeyen gezegenlerin gözlemi bile yapılır. Bu ölçüde güçlü ve kapsamlı bir teorinin tarihte bir başka örneği yoktu. Newton, Öklid in geometride yaptığını fizik bilimlerinde gerçekleştirmişti: Birkaç genel ilkeden, daha önce gözlemsel yoldan bulunan birtakım ilişkilere dedük- siyonla ulaşılabileceğini gösteriyordu. Üstelik teori birbiriyle bağıntısız görünen bir sürü yasal ve gözlemsel ilişkilerin (örneğin, Kepler in üç yasası ile Galileo nun serbest düşme yasası) aynı ilkelerin mantıksal sonuçları olabileceğini göstermekle hem doğanın bütünlüğünü, hem de bilimin daha genel ve kapsamlı ilkelere ulaşabileceğini bir çeşit kanıtlamış olmu yor muydu? Evrenin yapısı ve işleyişi gerçekten matematiksel nitelikte idiyse, Newton teorisinde onun etkin ve geçerli anahtarı bulunmuş demekti. Fizikte ilk kez Archimedes in denediği aksiyometik sistem, Newton ın elinde tam başarıyla gerçekleşmiş olur. Newton m formüle ettiği yasalar, evrenin yapı ve işleyişinin mekanik nitelikte olduğu varsayımını içeriyordu. Bu varsayım ortaçağ dünya görüşüne tamamen ters düşmekteydi. Mekanik anlayış içinde her olgunun nedeni başka bir olguda aranmak gerekirdi. Gerçi Newton, Tanrı kavramına başvurmaksızın evrenin açıklanamayacağı inancındadır. Ne var ki, kendisini izleyenler bu gereği kabul etmemiş, evrenin salt mekanik kavramlarla açıklanabileceği tezini savunmuşlardır. Ondokuzuncu yüzyılda ısı, 126
ışık, elektrik ve kimya problemlerinin mekanik yöntemlerle çözümlenebileceği görülünce, mekanik dünya görüşü biricik bilimsel görüş olarak kabul edilir. Newton hakkındaki son sözü onun çapında bir bilim adamı olan Einstein a bırakıyoruz: «Doğa, harflerini zahmetsizce okuduğu açık bir kitaptı onun için. Gözlem verilerini düzenleme ve açıklama için kullandığı kavramlar, yaşantıdan, planlayıp gerçekleştirdiği mükemmel deneylerden, kendiliğinden oluşuyor gibiydi. O, bir tek kişide deneyciyi, teorisyeni, teknisyeni ve daha da önemlisi, yaratıcı sanatçıyı birleştirmişti. Önümüzde güçlü, emin ve tek başına dimdik duruyor daima.»